北京鉴衡认证中心认证技术规范

1、CGC北京鉴衡认证中心认证技术规范CGC/GF004： 2007太阳光伏能源系统用铅酸蓄电池认证技术规范Technical specification forlead-acid batteries for solar photovoltaic energy system certification（备案送审稿）2007-X-XX 发布2007-X-XX 实施北京鉴衡认证中心发布前1言1221 规范性参考文献23定义24一般运行条件44. 1维持时间44. 2 典型放电电流44. 3 口循环44. 4季节性循环445 高荷电954. 6 低荷电态期54. 7电解液分层54 8 jSthu54 9

2、 储存410 运行温度a.* 65容量76盃循环耐受能力（电池寿命）77充电控制8荷电保持Q9充电效率Q10丿 2J 过放电保护911机械耐受能力912合格实验程序13w I h测量设备的精度14试验样品的准备和维护15客&试酚16低荷电条件下的充电效率试验1?16. 1 循环条件1?16. 2 循环持续时间16. 3 判定17循环耐久试验17. 1 标准的容量测试17. 2 容量电流标定17. 3 确定充电方法1417. 4 循环耐久试验1417 斤 判宅1418荷电保持能力试验1419踪识以及提供文件确认20附录A性的，试验分类） 1为了适应我国光伏发电系统对铅酸蓄电池的技术要求，提高我国

3、光伏发电系统用铅酸蓄电池 的技术水平，特制定本认证技术规范。本规范主要参考了国际光伏认证体制（PVGAP）制定的PVRS5A太阳光伏能源系统用铅酸蓄 电池技术条件，并对原标准中循环耐久试验的检测方法和判定进行了修改和完善。本技术规范由北京鉴衡认证中心提出并归口。本技术规范起草单位：北京鉴衡认证中心、山东圣阳电源实业有限公司、信息产业部化学物 理电源产品质量监督检验中心、信息产业部邮电工业产品质量监督检验中心。本技术规范主要起草人：王宗、周庆申、余华强、余斌。太阳光伏能源系统用铅酸蓄电池认证技术规范1 范围本技术规范规定了太阳能光伏系统用铅酸电池的一般要求，以及判定蓄电池是否 适用于太阳能光伏应

4、用而需要进行的试验程序。本技术规范中不包含与电池尺寸，充电方式以及光伏系统设计有关的特定信息。2 规范性参考文献下述标准所包含的条文，通过在本规范的引用而构成本规范的一部分。对于标明 日期的参考文件，其后的修订文件，在本标准中均不适用。IEV 60050(486) : 1991国际电工词汇表 第486$：蓄电池和蓄电池组IEC 60051-2:1984直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第二部分：电流表和 电压表特殊要求IEC 60359:1987电气和电子测量设备的性能的表示IEC 60485:1974数字电子直流电压表和直流电子模拟数转换器IEC 60721-1:1990环境条件分类第1部

5、分：环境参数及其严酷程序IEC 60896-1:1987固定式铅酸蓄电池一般要求和检验。第1部分:封闭式电池IEC 60896-2: 1995固定式铅酸蓄电池一般要求和检验。第2部分：阀调节型IEC 61836:1997太阳光伏能源系统 术语和符号3 定义3.1负载循环单体电池或电池组的运行条件。包括很多因素诸如充放电率和环境条件、放电深 度、循环次数和循环方式、温度、处于开路状态的时间。3.2负载循环容量一个单体电池或电池组的容量应符合负载循环的要求。3.3安时容量一个单体电池或电池组的安时容量应该标明其特定的条件，例如充电条件、放电 率、温度和终止电压。3.4电池容量电池总的安时容量应该是

6、一个全充电的电池以给定的放电率放电至指定的终止 电压所得到的。3. 5 C io电池的额定容量是指以一个恒定的放电电流全部放电至10h所得到的容量。3.6维持天数一个完全充电的电池在没有接收到如光伏阵列等外部电源充电的状态下所支持 负载的天数。3.7深循环电池一种电池，设计的目的是在减少额定容量20%的状态下，不损坏或者不正常的 寿命减少。3.8充电终压电池在充电电源充电时正常的终止电压或持续恒压充电时的电压。3.9额定容量一个完全充电的电池在特定的条件如温度、电流、终压下，当放电至终止电压时 所给出的全部电量。3. 10端电压在任何时候，不论是电池在充电、放电或开路状态下，所得到的端电压。3

7、. 11充电放电效率试验效率试验是指样品在全充电状态下放电至终止电压，然后再充电至放电的安时 数，再次放电至终止电压。3. 12部分荷电态效率试验效率试验，是指通过一个充电状态的系列，指定在部分充电（放电）状态下进行, 考虑在光伏系统中的运行条件。3. 13部分荷电态循环次数试验试验在一个确定的光伏系统上进行，考虑光伏系统中运行条件，工作在部分充电（放电）状态，模拟在典型的SHS应用中的阳光辐射条件来评估充电和放电。3. 14部分荷电态安时效率在A .5效率试验中放电量对充电量的比率。3. 15部分荷电态瓦时效率在A.5效率试验中放出瓦时数与充入瓦时数的比率。3. 16部分放电终压在A.5效率

8、试验中放电终止时的电压。3. 17部分充电终压在A.5效率试验中充电完毕时的电压。4 一般运行条件一个典型的独立光伏系统中，在一般的天气条件下，蓄电池运行会经受以下条件: 4.1维持时间在最小或儿乎没有阳光照射的特定条件下，用于提供能量的电池的持续期为1-15 天。4.2典型放电电流典型充电电流主要由光伏组件提供，这在太阳能户用系统6HS）中更为常见a）典型最大充电电流io = C 20/20 hb）典型平均充电电流150 = C 50/50 h放电电流的大小则受负载影响典型平均放电电流1120 = C 120/120 h受系统设计的影响，充电和放电电流会在很大的范围内发生变化。4.3日循环电

9、池进行正常的每天的非闭合式循环：一白天进行充电晚上进行放电一典型的日常放电量达到蓄电池容量的2 %吃0%4.4季节性循环因为如下不同的平均充电条件，电池可能会进行季节性的部分荷电态的循环。在太阳照射较少的时段，例如在雨季，独立光伏系统产生较少的电量。电池的荷 电态（有效容量）会减少到额定容量的20% o太阳照射较多的时段，例如旱季将会使电池处于完全充电或过充电状态。在这些 条件下，如果充电控制器不能很好的运行电池就会过充。4.5高荷电态期例如在高强度太阳照射的旱季，电池会在额定容量的80% -100 %的高荷电水平 下工作，电压调节系统一般会限制电池充电的最大电压。注：在自我调节的PV系统中，

10、电池电压不仅受到BCR （充电调节器）的限制还受 到光伏组件特性的限制。系统设计者一般会选择最大蓄电池电压以避免使蓄电池在充电季节很快就达到 最高荷电态，造成蓄电池的过充。在开口式电池中过充会增加气体的产生量并导致 水的消耗。在阀控铅酸电池中，过充会使气体析出量增加以及热量的产生。一般铅 酸电池的最大单体电压限制为2.4 V。一些电池调节器允许电池电压在均衡充电或快 速充电时短时间的超过这个值，这也会帮助防止电解液层化。如果电池运行温度偏 离20C很多的时候就要进行温度补偿。4.6低荷电态期在太阳照射较少的时候，由太阳辐射产生的能量不能有效的使电池再充电。这样 电池荷电状态就会下降，并在低荷电

11、态下进行循环。4.7电解液分层铅酸电池中会发生电解液分层。在开口式铅酸电池中，使用期间搅动电解液或者 周期性的过放就会避免层化。不管电池是什么类型，开口的还是密封的，平板的还是管式极板的，层化都是一 个非常关键的词。它与蓄电池和充电控制之间的配置有着非常重要的关系。如果在差 的再充电条件下，发生电解液层化，那就产生了不可逆转的硫酸盐化，因此就会迅速 产生不可逆转的容量下降。4. 8运输电池一般在难以接近的地方工作，遥远而且运输工具很难到达。因此电池的运输 条件是十分险恶的。这样，运输过程中就要使用合适的包装用來保护电池。铅酸电池可釆用干荷电的运输方式，即釆用电解液单独运输的方式。当铅酸电池 在

12、湿荷电条件下运输时，建议运送地点不要太远并容易到达。灌满电解液的电池在出 厂前要完全充满电，因为新用户在开始的时候可能过度使用PV系统。除非天气适宜 并且允许快速完全充电，那么使用一个荷电差的电池就会迅速导致不可逆转的容量下 降。4.9储存蓄电池的生产厂提出的储存条件需要严格遵守。如果没有的话，可以假定为一 般的气候条件，如表1.电池类型温度范围湿度（RH）电池储存周期带液不带液铅酸电池-20 C 40 C95%6个月以内1、2年（干荷电）表1电池储存环境条件的温度范围对于准备发运的己经灌满电解液并充满电的电池來说储存期间的环境温度再充电前的最大储存时间20 C6个月30 C4个月40C2个月

13、灌满电解液并充满电的电池要求周期性再充电。电池生产商应该给出再充电的 间隔以及方法。储存在高温高湿环境下会导致蓄电池容量下降。注仁电池储存时避免阳光直接照射。注2：在发运以及安装到系统之前电池应该完全充满电，除非选择了干荷电运输。 4. 10运行温度环境温度是选择电池以及确定电池寿命的一个重要因素。下面的气候条件应考 虑。电池类型温度范围湿度(RH )铅酸电池吃 0C40C85%75%90%95%表4 209时不同荷电水平时的电池Ah效率以及循环深度为小于额定容量的20%在效率试验中，将产生如下情况：当在较低S0C循环时效率值就高。当平均S0C上升时效率值就会有略有下降。 当达到析气电压时，下

14、降就较快了。一电池效率受电池以前的荷电状态影响。当前一个循环的S0C高于当前循环时， 这时得到的电池效率要比前一个循环的S0C低于当前循环时得到的效率高。这可以被 视为是一种“记忆效应”。当前S0C较低以及先前S0C较高时，法拉第效率就会超过100%。10过放电保护铅酸电池应有过放电保护以防止由于不可逆转的硫酸盐化造成的容量损失。当放 电深度超过设计最大值时，进行低压断开就可以实现过放电保护（断开电压值见表格 3） o11机械耐受能力用于太阳能的电池在运输和安装时应耐受机械应力。在野外条件下要求额外的包 装和保护。处置未包装的电池时要多加小心。对此，生产商提供的说明书中要加以说明。关于对机械应

15、力的特定要求，例如地震，冲击和振动，这些应该单独表明或者参 考相关的产品标准。12合格实验程序为了评定电池是否适用于太阳能光伏应用，必需进行共4个试验。试验流程图如下，试验方法在下面会进行叙述。法在下面会进行叙述。1013测量设备的精度当进行电池试验时，测试参数和精度如表5所示:参数精度电压1%电流1%温度2C电解液比重（只用于开口电池）0.005kg/L时间0.1%表5测量设备的精度进行试验时测量设备的精度要符合相应的IEC标准：EC 60051吃和60485电压测量EC 60051吃和60359电流测量14试验样品的准备和维护试验样品应根据下列标准的程序进行准备：EC 60896-1固定铅

16、酸电池（开口式）3EC 60896吃固定铅酸电池（阀控式）实验样品应根据生产商的要求制造。试验也要包括现场存在的可能影响电池运 行的任何特殊情况。整个试验期间，电池要放置在温度为25JTC的水浴中或者是在25JTC的循环空 气中。电池端子基座离水面的距离至少是15 mm但不超过25 mm o如果几个电池在 同一个水浴中，电池间的距离至少是25 m m。15容量试验15.1根据第14款准备电池。15. 2试验要使用新的并且充满电的电池。按照下述方式进行充电：1= 0.1 C】o直到 V14.5 V,然后以14.5 V充电3小时。15. 3完全充满后，以K= 0.1 Cio电流，1.8V/feel

17、终压或者6个单体总终止电压10.8V将电池放电约0小时。放电期间电流恒定，误差为1% o11注：手动控制放电电流时，如果要保证误差在1%范围内，需要在试验期间进行频繁调整。15. 4单体电池或电池组的端电压可用自动记录或者使用电压表读数。至少要在计算的放电时间的25% , 50%和80%的时候记录数据。CnomT=Inom 在此之后，然后取合适的时间间隔记录数据，保证放电到终压Vakh期间的电压变化。这些电压值可以用來计算电池的能量效率。15. 5在平均温度25C时，未校正的容量C （Ah）用放电电流（A）和放电时间（小时）的乘积计算：C a Ii X to新电池在重复充放电时需要满足以下要求

18、：第一个循环时 Ca = 0,95 Cnom +A5%第五个循环或之前C a二Cnom +A5%如果没有达到厂家宣称的额定容量，充放电循环至多再重复5次。15. 6判定：如果满足下列条件，电池就通过了试验：在任何头5次充放电循环中，额定容量在厂家标明的容量+A5% （误差带）之内。5个试验样品所测值的范围应在5个样品电池的平均值+A5%之内。16低荷电条件下的充电效率试验低荷电水平下的效率试验过程可以评估电池在先前充电后放电时提供能量的能力。16. 1循环条件初循环：根据15.2再充电直到100% SOC以0.1 Cio放电到1.8V沧e31（二0% ofS0C）o放电期间电流要保持恒定，误差

19、为 3% o以0.1 Cio颔定C io）再充电直到容量为额定C穴0容量的50% o充电期间电流要保持恒定，误差为3%。以0.1 Cio （额定C io）放电到1.8V&1L放电期间电流要保持恒定，误差为3% o12根据第三次和第四次的效率值计算平均效率值。16.2循环持续时间如果四个循环后效率值仍保持稳定，那么使用第三次和第四次循环时的效率就可 以计算平均效率值。如果四个循环后效率值不稳定，那么至多再加5个循环直到两个连续值恒定(误 差小于5 % ) oInitLalDischarge Rest Reel). Rest Disch Rest Rech.TechrSe0.1 C/LO0.1 C

20、/100.1 C/100.1 C/LO(ratad)(uatad)(r a tod J图：低荷电效率实验过程中的循环条件16. 3判定0如果测得的效率值的范围在下列值的+A5%以内，那么电池就被认为通过了试验。涂膏式极板电池管式极板电池法拉第效率0.960.94能量效率0.890.84 3个试验样品所测值的范围在3个样品电池的平均值+F5%之间。17循环耐久试验本试验是一个加速循环耐受能力试验，目的是排除不适合用于太阳能领域的电 池。17.1标准的容量测试17. 2容量电流标定对电池进行恒流(厂家推荐充电电流)恒压(14.4V)充电，电压达到14.4V之后，恒压充电12小时。此时，电池为完全充

21、电。电池再以0.2C放电到10.8V13（SOC=0%）,搁置1小时后，电池再次（厂家推荐充电电流）恒压（14.4V）充电, 直到充电容量等于上一步骤的放电容量（此时，SOC = 100%） o连续记录充电电流, 根据电流和充电容量计算SOC。做出充电电流-SOC曲线。17. 3确定充电方法首先确定SOC, SOC= 100%,在充电电流一SOC曲线上读取95%SOC （或者 100%SOC）对应的充电电流值,然后充电方法就确定为恒流（厂家提供），恒压14.4V, 直到电流小于上面得到的那个电流值为止。17. 4循环耐久试验。按上面方法充电，然后以0.2C放电到10.8V,不断重复，进行 55

22、-60个循环测试。17. 5判定:循环试验后，蓄电池容量衰减不得超过30% o注：在此可以看出电池在初始容量试验进行了5个深循环，在效率试验进行了5个 部分循环和在加速循环耐受能力试验进行了 50个深循环。18荷电保持能力试验18. 1样品表面保持清洁干燥。18.2储存时的环境温度为匕5 5）r18. 3根据15.1和15.2进行完全充电18. 4开路储存60天。在开始放电前不要进行补充电。18. 5储存后的容量试验18. 6通过以下公式计算荷电保持Hst 二 Ca其中Hst 荷电保持率Ca储存前的容量试验中测得的容量Cr储存后没有进行补充电时测得的容量18.7判定：电池如果满足下列条件即通过

23、试验0荷电保持率qsT 40%14（ii） 2个试验样品所测值的范围在2个样品电池的平均值+F5%之间。19标识以及提供文件确认19. 1每个电池上应有下列标识，标识要干净持久：a）厂商或供应商名字或者商标，原产地b）电池类型（例如，深循环，开口式）c）生产日期d）额定容量C ioe）标称电压推荐最大电压g）推荐最小电压19. 2厂家或供应商应提供的信息a）推荐的放电深度b）循环寿命以及试验条件c）最大充电电压，浮充电压以及负载断开电压d）温度补偿曲线e）电池类型电解液密度g）书面的电池再生利用计划当仅有太阳能板方阵作为能源时（户用太阳能电源应避免这种情况），如果对电池的初始充电有特别要求，厂家应该